Digitaltechnik und Mikrorechner

Dieses Buch handelt vom gerätetechnischen Aufbau digitaler Systeme und zwar im besonderen von Verfahren zum Entwurf des Aufbaus solcher Systeme.

Ein Schaltnetz ist ein Sonderfall eines digitalen Systems. Bei elektrischer Realisierung werden Wirkungen auf das Schaltnetz durch elektrische Signale auf seinen endlich vielen Eingängen hervorgerufen. Diese Signale erzeugen in Verbindung mit den Eigenschaften des jeweiligen Schaltnetzes elektrische Signale auf den Ausgängen des Schaltnetzes, die dieses Schaltnetz kennzeichnen. Den abstrakten Informationsinhalt des gewählten Signalparameters dieser Signale beschreibt man durch die Werte von binären Schaltvariablen E ₁, E ₂, E _p (Eingangsvariable) und A ₁, A ₂,…,A _t (Ausgangsvariable), vgl. Bild 2.1.

Sind in einem Schaltnetz alle Vorgänge, die nach dem Einstellen neuer Werte von Eingangsvariablen auftreten, beendet, so sind die Werte der Ausgangsvariablen des Schaltnetzes eindeutig und ausschließlich durch die Werte der Eingangsvariablen im gleichen Zeitpunkt vorgegeben. Alle früheren Werte der Eingangsvariablen hat das Schaltnetz „vergessen“.

Digitale Datenverarbeitungsanlagen oder digitale Rechenanlagen sind im wesentlichen digitale Schaltwerke mit einer großen Anzahl von inneren Zustandsvariablen, d. h. einer sehr großen Anzahl verschiedener innerer.Zustände, aus dieser Sicht also sehr komplizierte Funktionseinheiten. In digitalen Datenverarbeitungsanlagen werden regelmäßig Gruppen von Werten binärer Schaltvariablen auf gleiche Weise behandelt; die üblichen Methoden des Schaltwerksentwurfs bieten jedoch keine Grundlagen für eine einfachere Beschreibung so strukturierter Daten, Daher liegt es nahe, beim Entwurf digitaler Datenverarbeitungsanlagen und auch bei ihrer Beschreibung auf das für Schaltwerke im Kapitel 3 erörterte methodische Vorgehen zu verzichten und statt dessen die Informationsübertragungen vor allem von „Registern“ zu „Registern“ (Kapitel 1) zu verfolgen. Die notwendigen Verknüpfungen der Variablen werden gleichzeitig mit den Informationsübertragungen zwischen den Registern durchgeführt. Selbstverständlich sind im übrigen sämtliche oben behandelten Definitionen und Beschreibungsmöglichkeiten digitaler Systeme anwendbar.